钢筋混凝土受弯构件的应力、裂缝和变形计算第八章本章重点考虑构件变形、裂缝和耐久性的重要性 掌握受弯构件裂缝宽度的验算方法； 掌握受弯构件截面刚度计算与变形验算方法。一、引言结构构件的可靠性本章的主要内容具有足够的承载力和变形能力安全性适用性耐久性在使用荷载下不产生过大的裂缝和变形在一定时期内维持其安全性和适用性的能力结构构件不满足正常使用极限状态对生命财产的危害性比不满足承载能力极限状态的要小，其相应的目标可靠指标[β]值要小些，故称正常使用极限状态验算，并在验算时采用荷载
标准
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值、和材料强度标准值，结构重要性系数0=1.0。二、裂缝的分类与成因施工期间产生的裂缝和使用期间产生的裂缝按裂缝的产生时间龟裂、横向裂缝（与构件轴线垂直）、纵向裂缝、斜裂缝、八字裂缝、X形交叉裂缝等按裂缝的产生原因非受力因素产生的裂缝和受力因素产生的裂缝按裂缝的形态1.分类二、裂缝的分类与成因固体下沉，表面泌水而引起的。大风、高温使水分从混凝土表面快速蒸发引起的（龟裂）。塑性裂缝施工期间的裂缝2.成因采取的措施：a.级配良好的骨料；b.控制水灰比；c.提高施工质量二、裂缝的分类与成因混凝土的收缩受到约束后产生的裂缝约束收缩裂缝施工期间的裂缝2.成因采取的措施：a.设置伸缩缝；b.改善水泥性能；c.降低水灰比；d.加强养护。温度裂缝大体积混凝土中由于混凝土水化作用产生的水化热使内外混凝土产生温度差。采取的措施：a.对混凝土分层分块；b.低热水泥；c.人工冷却二、裂缝的分类与成因使用期间的裂缝----钢筋锈蚀引起的裂缝采取的措施：a.提高混凝土的密实性；b.加大保护层厚度二、裂缝的分类与成因使用期间的裂缝----温度（气温）变化引起的裂缝温度区段气温升高时T采取的措施：设置伸缩缝二、裂缝的分类与成因使用期间的裂缝----地基不均匀沉降引起的裂缝采取的措施：a.构造措施；b.设置沉降缝；二、裂缝的分类与成因使用期间的裂缝----外部环境引起的裂缝冻融循环作用碱骨料反应盐类腐蚀外部环境酸类腐蚀采取的措施：a.采用优质骨料和低碱水泥；b.提高密实性二、裂缝的分类与成因使用期间的裂缝----荷载引起的裂缝斜裂缝垂直裂缝纵向裂缝拉、弯、剪、扭、粘结等引起的裂缝目前，只有在拉、弯状态下混凝土横向裂缝宽度的计算理论比较成熟。这也是下面所要介绍的主要内容裂缝的控制等级严格要求不出现裂缝一级二级三级一般要求不出现裂缝可以出现裂缝但要验算裂缝的宽度最大裂缝宽度限值，附表16三、横向受力裂缝宽度的计算1、概述对二a类环境的预应力混凝土构件，还应按荷载准永久组合计算并符合下面规定：按荷载标准组合，构件受拉边缘混凝土不产生拉应力按荷载标准组合，构件受拉边缘混凝土允许产生拉应力钢筋砼构件的最大裂缝宽度按荷载准永久组合并考虑长期作用影响的效应计算，预应力砼构件的最大裂缝宽度可按荷载标准组合并考虑长期作用影响的效应计算变形控制的目的和要求（1）保证建筑的使用功能要求：吊车梁的挠度不能过大；放置精密仪器的梁板挠度不能过大。（2）防止对结构构件产生不良影响支撑在墙上的梁可能会旋转引起墙裂缝。（3）防止对非结构构件产生不良影响构件变形引起门窗变形，天花板开裂等。（4）保证人们的感觉在可接受的程度之内过大的颤动和明显的下垂。变形控制受弯构件最大挠度限值，附表14三、混凝土构件裂缝宽度的计算钢筋砼构件的裂缝宽度计算粘结-滑移理论：裂缝的开展是由于钢筋和砼变形不协调出现相对滑移引起的，裂缝宽度等于裂缝间距范围内钢筋和混凝土的伸长之差，假定构件表面裂缝宽度与内部钢筋表面裂缝宽度相同。无滑移理论裂缝宽度随离开钢筋的距离增大而增大，钢筋与砼之间无相对滑移，钢筋表面裂缝宽度为零，混凝土保护层厚度是影响裂缝宽度的主要影响因素。构件表面裂缝宽度主要是由钢筋周围的混凝土回缩形成的。我国《
规范
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》是建立在粘结滑移理论和无滑移理论的基础上，主要基于粘结滑移理论，同时考虑同保护层厚度和钢筋的有效约束对裂缝宽度的影响，结合大量试验结果得到的半理论半经验公式。wmax的计算方法《规范》的思路：得到最大裂缝宽度wmax根据裂缝出现机理建立理论公式，计算平均裂缝宽度wm按试验资料确定扩大系数三、混凝土构件裂缝宽度的计算受弯构件裂缝出现和开展过程受弯构件在对称集中荷载作用下，纯弯段出现垂直裂缝，剪弯段出现斜裂缝。斜截面按要求配置腹筋后，斜裂缝宽度不会超过0.2mm，只需验算垂直裂缝宽度。M
65时，取c=65其它受力构件β=1.0；轴拉构件β=1.1光圆，取0.7；变形，取1.0三、横向受力裂缝宽度的计算最外层纵向受拉钢筋外边缘至受拉区底边的距离三、横向受力裂缝宽度的计算平均裂缝宽度wm等于构件裂缝区段内钢筋的平均伸长与相应水平处混凝土平均伸长的差值。三、横向受力裂缝宽度的计算σs——裂缝截面处纵向钢筋的拉应力——纵向钢筋应变不均匀系数——裂缝间混凝土伸长对裂缝宽度的影响系数，一般取0.85裂缝截面处的纵向受拉钢筋应力σs按荷载准永久组合相应计算，σs=σsq，对预应力砼构件按荷载标准组合的效应值计算，σs=σsk。σs可按裂缝截面处力的平衡条件求得轴心受拉构件、Nq——按荷载效应标准组合、准永久组合计算的轴向拉力——受拉钢筋总截面面积三、横向受力裂缝宽度的计算受弯构件Mq—按荷载效应准永久组合计算的截面弯矩——截面有效高度——内力臂系数，可近似取为0.87受弯构件裂缝截面处的应力三、横向受力裂缝宽度的计算偏心受拉构件三、横向受力裂缝宽度的计算偏心受压构件三、横向受力裂缝宽度的计算纵向钢筋应变不均匀系数系数的物理意义就是反映裂缝间受拉混凝土对纵向受拉钢筋应变的影响程度三、横向受力裂缝宽度的计算＜0.2时，取＝0.2，当＞1时取＝1，对直接承受重复荷载的构件取＝1三、横向受力裂缝宽度的计算0.855、裂缝的最大宽度由裂缝的统计特性，按95%的保证率考虑到长期荷载下，混凝土徐变影响导致裂缝继续扩大，取扩大系数为1.5三、横向受力裂缝宽度的计算受弯、偏压构件取1.9；偏心受拉构件2.4；轴拉构件取2.7注意：（1）最大裂缝宽度是受拉钢筋合力位置的高度处构件侧表面的裂缝宽度，适用于20mm≤cs≤65mm的情况；（2）直接承受A1-A5级工作制吊车的受弯构件，满载可能性小，上式乘以降低系数0.85；（3）e0/h0≤0.55的构件不作裂缝宽度验算。《公路钢筋混凝土及预应力桥涵
设计规范
民用建筑抗震设计规范配电网设计规范10kv变电所设计规范220kv变电站通用竖流式沉淀池设计
》采用的方法受拉钢筋的总周长三、横向受力裂缝宽度的计算影响裂缝宽度的因素
分析
定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析
纵向受拉钢筋的应力：裂缝宽度与受拉钢筋应力近似成正比，钢筋应力越大，裂缝越宽，不宜采用高强钢筋。纵筋直径d：随着d增大，裂缝间距lcr增大，wmax增大。采用多根细直径钢筋可减小d，增大钢筋表面积，使粘结力增大，裂缝宽度减小。纵向受拉钢筋的表面形状：带肋钢筋deq小，lcr减小，wmax减小，因带肋钢筋粘结强度高与光圆钢筋，裂缝截面处，钢筋通过粘结应力将拉力传递给砼达到砼抗拉强度所需要的距离要小。纵向受拉钢筋的配筋率：配筋率越大，钢筋应力越小，裂缝宽度越小。影响裂缝宽度的因素分析影响裂缝宽度的因素分析混凝土保护层厚度：c越大，lcr越大，裂缝宽度越大。荷载性质：荷载长期作用下裂缝宽度较大，反复动力荷载作用下裂缝宽度增大。构件受力性质：αcr混凝土强度等级：对裂缝宽度影响不大。影响裂缝宽度的因素分析减小裂缝宽度的有效措施：小直径钢筋；变形钢筋减小裂缝宽度的有效方法：预应力混凝土裂缝截面处钢筋应力按荷载准永久组合计算的梁跨中截面弯矩值=54.096KN.m受拉钢筋应变不均匀系数受弯构件，αcr=1.9变形控制的目的和要求（1）保证建筑的使用功能要求：吊车梁的挠度不能过大；放置精密仪器的梁板挠度不能过大。（2）防止对结构构件产生不良影响支撑在墙上的梁可能会旋转引起墙裂缝。（3）防止对非结构构件产生不良影响构件变形引起门窗变形，天花板开裂等。（4）保证人们的感觉在可接受的程度之内过大的颤动和明显的下垂。四、受弯构件的变形1、混凝土受弯构件变形计算的特点匀质弹性材料梁的跨中挠度f为混凝土受弯构件的跨中挠度f为B仍称为受弯构件的弯曲刚度，但由于混凝土是不均匀的非弹性材料，其变形模量E'c随截面应力增大而减小，而裂缝截面的惯性矩Ic也随裂缝开展而显著降低，加之混凝土材料具有比较明显的徐变、收缩等“时随”特性，需要考虑长期荷载的影响，因而确定钢筋混凝土构件的弯曲刚度B要较确定匀质材料梁EI复杂得多。四、受弯构件的变形与刚度四、受弯构件的变形与刚度钢筋混凝土纯弯段截面抗弯刚度的特点：M012IIIIII(1)随着荷载的增大（弯矩增大）B不断降低（2）随着配筋率的降低而减小（3）沿构件的跨度，截面抗弯刚度是变化的（4）随加载时间的增长而减小四、受弯构件的变形与刚度短期荷载效应(荷载准永久组合)时的挠度对应的刚度为短期刚度Bs考虑荷载长期作用效应时的挠度对应的刚度为长期刚度Bl(徐变、裂缝的不断发展等等)混凝土受弯构件的变形验算中用到的抗弯刚度是指构件上一段长度范围内的平均截面抗弯刚度，考虑到荷载作用时间的影响，有短期刚度Bs和长期刚度Bl两种。四、受弯构件的变形与刚度就平均应变而言符合平截面假定2.短期刚度Bs匀质弹性材料梁钢筋混凝土梁四、受弯构件的变形与刚度2.短期刚度Bs钢筋和砼沿纵向应力分布都不均匀，都用平均应变值。四、受弯构件的变形与刚度裂缝截面处钢筋的应力和应变MqAsh0h01cqcq0h0Assq平均应变矩形截面裂缝截面处砼的应力和应变T形截面取压应力合力为：裂缝截面处砼的应力和应变ζ受压边缘砼平均应变综合系数四、受弯构件的变形与刚度四、受弯构件的变形与刚度基本概念flMlfsMs+3.荷载长期作用下的刚度考虑荷载短期效应计算的挠度fs考虑荷载长期作用影响效应计算的挠度f1四、受弯构件的变形与刚度定义挠度增大系数θ：变形系数法矩形、T形，倒T形和I字形截面受弯构件考虑荷载长期作用影响的刚度B按下列规定计算：1、采用荷载标准组合时：计算区段内按荷载的标准组合计算的最大弯矩值计算区段内按荷载的准永久组合计算的最大弯矩值计算区段内按荷载的准永久组合计算的钢筋砼受弯构件或者按荷载的标准组合计算的预应力砼受弯构件的短期刚度四、受弯构件的变形与刚度2、采用荷载准永久组合时：受弯构件挠度随时间增长的原因：砼徐变、砼塑性发展、受拉砼与钢筋的粘结滑移徐变、受拉砼应力松弛以及裂缝向上发展、受拉钢筋应变随时间增大、受拉区和受压区砼收缩不一致使梁翘曲等。翼缘位于受拉区的T形截面梁，短期荷载作用下受拉砼参加工作较多，荷载长期作用时退出工作的砼就多，挠度增加叫多，θ增加20%。4最小刚度原则与挠度验算沿梁长的刚度和曲率分布四、受弯构件的变形与刚度最小刚度原则就是在同一符号弯矩区段内弯矩最大Mmax截面处的最小刚度Bmin作为该区段的刚度以计算构件的挠度。四、受弯构件的变形与刚度对于简支梁，根据最小刚度原则可在全跨范围内取弯矩最大Mmax截面处的最小刚度Bmin按等刚度梁计算挠度；对于等截面连续梁、框架梁，存在正负弯矩，按正负弯矩区段内弯矩最大截面处的最小刚度按分段等刚度梁计算挠度；当计算跨度内的支座截面弯曲刚度不大于跨中截面弯曲刚度的2倍或不小于跨中截面弯曲刚度的1/2时，该跨也可按等刚度构件计算，其构件刚度取跨中最大弯矩截面的弯曲刚度。四、受弯构件的变形与刚度 一方面按Bmin计算的挠度值偏大；另一方面，不考虑剪切变形的影响，对出现斜裂缝的情况，剪跨内钢筋应力大于按正截面的计算值，这些均导致挠度计算值偏小。上述两方面的影响大致可以互相抵消，对国内外约350根试验梁验算结果，计算值与试验值符合较好。因此，采用“最小刚度原则”是可以满足工程要求的。剪切变形和斜裂缝的影响挠度计算：简支梁5、提高受弯构件刚度的措施（1）增大构件截面有效高度——是提高构件截面刚度最有效的措施；（2）当截面高度及其他条件不变时，如有受拉翼缘或受压翼缘，则Bs有所增；（3）增大受拉筋的配筋率，Bs略有增大；（4）当
设计
领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计
中构件的截面高度受到限制时，可考虑增加受拉钢筋配筋率、采用双筋截面等措施；（5）采用高性能混凝土、对构件施加预应力等都是提高混凝土构件刚度的有效措施。四、受弯构件的变形与刚度挠度计算挠度计算挠度计算挠度计算1一般说明结构的耐久性指一个构件、一个结构系统或一幢建筑物在一定时期内维持其适用性的能力，亦即结构在其设计使用年限内，应当能够承受所有可能的荷载和环境作用，而不应发生过度的腐蚀、损坏和破坏。混凝土结构的耐久性主要由两方面决定：混凝土、钢筋材料本身特性所处使用环境五、结构的耐久性2影响结构耐久性能的主要因素内部因素外部因素其他因素混凝土的强度、密实度、水泥用量、水灰比、氯离子及碱含量、外加剂用量、保护层厚度等环境条件，主要包括温度、湿度、CO2含量、侵蚀剂介质等设计构造上的缺陷、施工质量差、使用中维修不当等五、结构的耐久性3混凝土结构的耐久性设计混凝土结构的环境类别:共有5类见附表15设计使用年限:根据建筑物的重要性程度划分表3.1保证耐久性的技术措施及构造要求《规范》采用的是耐久性概念设计五、结构的耐久性混凝土结构的耐久性设计内容确定混凝土结构的环境类别提出材料的耐久性质量要求确定砼保护层厚度五、结构的耐久性提出满足耐久性要求的技术措施及构造要求提出不利环境下应采取的防护措施提出试用阶段的维护和检测要求房屋建筑砼结构耐久性的基本要求五、结构的耐久性房屋建筑砼结构耐久性的基本要求五、结构的耐久性
浙公网安备 33021202002483